Передаточное устройство привода преобразует вращательное движение электродвигателя во вращающееся или поступательное движение исполнительного органа. В современных приводах существует тенденция упрощения передаточного устройства путем исключения промежуточных звеньев в виде редукторов или других механизмов. При этом заметно возрастает точность, быстродействие и надежность привода. Однако для безредукторных приводов часто требуются специальные низкоскоростные двигатели, выпуск которых отечественной промышленностью явно отстает от потребностей современного электропривода. Кроме того, низкоскоростные электродвигатели уступают высокоскоростным по массогабаритным и энергетическим показателям.
Для приводов подачи станков в качестве передаточного устройства обычно используют передачу винт-гайка качения. Преимуществами передач винт-гайка качения является: 1) возможность полного устранения зазора в резьбе и создания натяга, обеспечивающего высокую осевую жесткость, 2) низкие потери на трение; к. п. д. этих передач достигает 0.95, 3) почти полная независимость силы трения от скорости и очень малое трение покоя, что обеспечивает равномерность движения.
Для упрощения передаточного устройства выберем шаг резьбы винта так, чтобы дополнительного редуктора не требовалось, для этого сопоставим номинальную скорость двигателя максимальной скорости рабочего органа:
КПД муфт принимаю равным 0,98.
Рис. 1. Кинематическая схема электропривода.
Основным параметром при расчёте передачи винт-гайка качения является рабочая часть ходового винта:
м;
Определяем параметры винта, при условии 
:
м;
м;
(однозаходный винт)
Шаг винта сверяем со стандартным рядом, учитывая рекомендации:
мм.
Исходя из параметров винта определяем параметры передачи винт-гайка качения с натягом :
мм;
мм;
К.П.Д. винтовой передачи по:
Радиус приведения к валу двигателя по:
м.
Скорость вращения вала двигателя по :
об/мин.
об/мин.
Приведение скорости рабочего органа к валу двигателя сведено в табл.3
Таблица 3 Скорость рабочего органа и вала двигателя в момент 
-ого цикла
| 
| 
| 
| 
| 
| 
|
| 16 | 40 | 25 | 8 | 120 | 15 |
 мм/с.
| 50 | 5 | 
| -50 | -5 | 
|
 рад/c.
| 83.77 | 8.378 |
| -83.776 | -8.378 |
|
 об/мин.
| 800 | 80 |
| -800 | -80 |
|
Момент приведённый к валу двигателя по:
Статический момент на валу двигателя:
Момент трения складывается из:
Коэффициент трения в направляющих качения с танкетками примем по 
Сила трения в направляющих:
Н.
Момент сопротивления на валу двигателя от силы трения в направляющих:
Н× м.
Момент трения в шариковой паре при наличии предварительного натяга:
Количество подшипников ходового винта:
Внутренний диаметр подшипников:
мм.
Момент от сил трения в подшипниковой паре при наличии предварительного натяга:
Приведение статического момента к валу двигателя сведено в табл. 4.
Статический момент и сила резания в момент 
-ого цикла
Таблица 4
| 
| 
| 
| 
| 
| 
|
 с
| 
| 
| 
| 
| 120 | 
|
 кН
| 
|
| 
| -10 | 
|
|
 Н× м
| 7.165 | 28.659 |
| -7.165 | -14.33 |
|
 Н× м
| 0.64 | 2.56 |
| -0.64 | -1.28 |
|
 Н× м
| 0.052 | 0.206 |
| 0.052 | 0.103 |
|
 Н× м
| 0.762 | 2.837 | 0 | -0.762 | -1.453 | 0 |
 Н× м
| 7.927 | 31.496 | 0 | -7.927 | -15.783 | 0 |
Н× м;
С учётом этого, кратность максимального момента
.
Что приемлемо, с учётом того, что максимальная нагрузка действует в течение 40 сек., а также, для выбранного двигателя [ , стр.370] допустима кратковременная перегрузка 
в течение 10 сек.
Момент инерции рабочего органа, приведенный к валу:
кг× м2
Момент инерции ходового винта, приведенный к валу :
кг× м2
4. Предварительный выбор электродвигателя
Выбор электродвигателя производится из условий эксплуатации, требований, предъявленных к системе. В приводах подач металлорежущих станков в настоящее время наиболее перспективно применение высоко-моментных двигателей постоянного тока [ , стр.452 ]. Однако, специальные требования (ограничивающие динамику привода), малый диапазон изменения статической нагрузки (»4) и проведённый расчёт показали, что в данном приводе наиболее целесообразно применить общепромышленный двигатель, например серии 2П.
Т. к. в данном электроприводе статический момент сопротивления на валу двигателя изменяется в достаточно широких пределах, произведем выбор двигателя по эквивалентному моменту ( 
для двигателей серии 2ПБ):
Н× м.
По табл. 10.11 [ , стр. 372] и табл. 10.13 [ , стр. 390] выбираем общепромышленный двигатель 2ПБ132LГУХЛ4 со следующими параметрами:
КВт. - номинальная мощность;
В. - номинальное напряжение питания;
мин-1 - номинальная частота вращения;
мин-1 - максимальная частота вращения;
- номинальный КПД;
Ом.- сопротивление обмотки якоря при 15°С.;
Ом.- сопротивление обмотки добавочных полюсов при 15°С.;
Ом.- сопротивление обмотки возбуждения при 15°С., соответственно при напряжении возбуждения 
В. Принимаю 
В. (это позволяет осуществлять питание якоря двигателя и его обмотки возбуждения от одного трансформатора) и 
Ом.
мГн- индуктивность цепи якоря;
кг× м2- момент инерции.
кг- масса электродвигателя (исполнение IM1001)
Двигатель четырёхполюсный, выполняется с полным числом добавочных полюсов.
Номинальная частота вращения электродвигателя:
с-1
Номинальный момент:
Н× м
Ток якоря можно поределить как :
А. - номинальный ток якоря;
Постоянную машины определим как:
Падение напряжения на щётках в общем случае достаточно сложным образом зависит от нагрузки [ ]. Но, в тоже время, при средних и больших нагрузках двигателя по току, их можно считать постоянными. Поэтому принимаем [ ] для пары щёток:
В.
Суммарный момент инерции механизма:
кг× м2
Выбранный двигатель выполняется со встроенный тахогенератором (датчик скорости). Применительно к данному приводу, тахогенератор может использоваться в устройствах защиты от превышения напряжения и скорости двигателя. В дополнение к этому, тахогенератор повышает свойства расширяемости и универсальности привода. Двигатель с тахогенератором отличается от своего аналога незначительным увеличением массы, продольных размеров и стоимости.
Дата: 2019-12-22, просмотров: 226.
